[Перевод] Где же все дешёвые одноплатные x86-компьютеры?
Почему в мире дешёвых микрочипов нет Intel?
Недавно я, благодаря публикации про современные компьютеры для старых игр, ненадолго погрузилась в тему плат стандарта PC/104. Поначалу меня прямо-таки восхитило то, что до сих пор производятся процессоры, аналогичные i486 и Pentium, и то, что на их основе делают однокристальные системы. Но меня, в то же время, удивило то, насколько дорогими могут быть платы с такими процессорами.
Платы Intel Galileo и Edison не смогли серьёзно повлиять на мировой рынок встраиваемых систем
При этом какой-нибудь ничем не примечательный одноплатный компьютер, основанный на ARM, на котором можно запустить Linux, можно купить менее чем за $10. Это наводит нас на вопрос о том, почему существует очень мало однокристальных x86-систем, дающих нам компьютерное «железо», на котором все мы привыкли запускать распространённые ОС. Ответ на этот вопрос заключается и в тех правильных решениях, которые в своё время были приняты компанией ARM, и в особенностях x86-процессоров, которые повлияли на возможность массового появления одноплатных систем, основанных на них.
Давайте ненадолго представим себе, что последние три десятилетия пошли по альтернативной временной линии. Это — наш вариант истории, поэтому сериал «Светлячок» никогда не закрывали. Но куда важнее тут то, что эволюция микропроцессоров пошла другим путём, так как компании ARM, совместного предприятия Acorn Computers и Apple Computer, в ней не существовало. Процессоры ARM в этой ветке истории представляли собой интересное узкоспециализированное решение, которое использовалось лишь в компьютерах серии Acorn Archimedes и больше нигде. Как выглядела бы параллельная вселенная конца 1990-х годов без ARM?
Представьте себе, что цепь событий, которая началась благодаря этой плате, никогда бы не случилась
В мире, где господствовал процессор Pentium, скорее всего, огромное количество компаний стремилось бы создать альтернативные чипы. Тогда нам были бы известны такие компании, как Intel, AMD и Cyrix. Возможно, мы знали бы о Transmeta, как о компании, где когда-то работал Линус Торвальдс. Но не было бы ничего удивительного в том, если бы мимо нас прошли бы x86-разработки компаний вроде Rise Technologies, NexGen, IDT или National Semiconductor.
Это было время, когда RISC-ядра выглядели как новый хит, поэтому некоторые из разработок этих компаний представляли собой весьма эффективные гибридные RISC/CISC-ядра, являющиеся основоположниками архитектур, которые можно обнаружить в современных настольных x86-чипах. Известно, что на рубеже 1990–2000 годов большинство этих компаний исчезли после корпоративных поглощений, поэтому сейчас выбор настольных процессоров ограничен изделиями AMD и Intel. А что если архитектура ARM не заполнила бы нишу мощных, энергоэффективных и недорогих процессорных ядер? Увидел бы мир эти процессоры, тоже не снискавшие успеха?
Весьма вероятно, что в нашем варианте истории существовали бы альтернативные x86-разработки. Возможно, в вашем Raspberry Pi стоял бы чип, выпущенный не Broadcom, а VIA или IDT. Тогда на вопросы в духе «Запустится ли на нём Windows?», которые часто задают на Raspberry Pi-форумах, был бы дан окончательный ответ. И, кроме того, на Raspberry Pi с x86-процессором можно было бы без проблем поставить практически любой Linux-дистрибутив, предназначенный для обычных компьютеров. Но, учитывая то, что история пошла не так, как мы себе придумали, предлагаю вернуться в реальный мир. Что именно компания ARM сделала правильно? Что мешает появлению чего-то вроде Raspberry Pi на x86-процессоре?
Ключ к успеху — продажа интеллектуальной собственности
Самое главное, что надо знать о компании ARM — это то, что она не является компанией, производящей полупроводниковые изделия. Это — так называемая IP-компания, бизнес-модель которой основана на продаже интеллектуальной собственности. Нельзя купить микрочипы, которые производит ARM. Вместо этого можно приобрести микроконтроллеры с ARM-ядрами, которые производит множество других компаний. А вот в мире x86, в отличие от мира ARM, нет игрока, готового свободно торговать лицензиями на производство своих процессорных ядер. В результате в среде x86-решений нет такого же разнообразия, как в среде решений, основанных на ARM. Рынок x86-процессоров выглядит не так, как рынок ARM-систем. Когда количество производителей однокристальных X86-систем составляет лишь малую долю от числа производителей ARM-систем, нет условий для конкурентной борьбы, в результате которой и появляются одноплатные компьютеры за десять долларов.
Под этой системой охлаждения микросхем скрывается одноплатный компьютер, основанный на x86-чипе
Далее — можно вспомнить об энергии, потребляемой микросхемами. Есть легенда о том, что самый первый чип ARM, полученный Acorn, мог работать, получая энергию от логических линий, пользуясь так называемым паразитным питанием, в то время как его обычное питание было отключено. Неизвестно, правда это или нет, но и в наши дни ARM-процессоры отличаются гораздо более скромными требованиями к питанию, чем даже их самые энергоэффективные x86-конкуренты. Те x86-чипы, которые достигли сравнимых с ARM уровней энергопотребления, немногочисленны и встречаются крайне редко. В результате существующие компактные x86-платы часто нуждаются в нетипичных для ARM-плат системах охлаждения и выдвигают необычные для ARM-платформ требования к электропитанию.
Если сложить теперь две вышеописанных особенности x86-систем, то перед нами предстанет образ устройств, недорогих плат, которые вполне можно создать. Но на пути этой возможности стоят, во-первых — дорогие чипсеты и сопутствующие компоненты, а во-вторых — серьёзное энергопотребление x86-решений. Эти факторы делают x86-системы неважными соперниками в конкурентной борьбе с экономичными и недорогими ARM-платформами. Правда, одной из особенностей мира высоких технологий является тот факт, что он способен не обращать внимания на то, чего от него ждут. Поэтому можно задаться вопросом о том, способно ли что-то помочь появлению доступных компактных x86-систем. Возможно, если полагаться в этом деле только на AMD и Intel, ничто не подстегнёт появление таких систем. Но кто поручится за то, что баланс сил не изменят программные реализации x86-ядер?
Появятся ли доступные компактные x86-платформы? Только время способно дать ответ на этот вопрос.
Как вы думаете, как выглядел бы современный мир, если бы в нём не было ARM?
